机械制造基础答案要点.docx

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机械制造基础答案要点

第一章机械加工基础

一、名词解释：

1．工艺过程：

生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。

（P3）

2．机械加工工艺过程：

采用机械加工方法来改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。

（P3）

3．工序：

是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工，所连续完成的那一部分工艺过程。

（P4）

4．安装：

工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。

（P4）

5．工位：

为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。

（P4）

6．工步：

在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。

（P5）

7．复合工步：

用几件刀具或者用复合刀具同时加工同一工件上的几个表面，称为复合工步。

（P5）

8．进给：

在加工过程中，有些工步需要对同一表面进行多次切削，从被加工表面上每切下一层金属即称为一次进给。

（P5）

9．生产纲领：

企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。

（P6）

10．工艺规程：

规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。

（P8）

11．零件的结构工艺性：

是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。

（P11）

12．基准：

用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。

（P14）

13．设计基准：

在设计图样上所采用的基准。

（P14）

14．工艺基准：

在工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。

按照用途的不同可分为定位基准、测量基准、装配基准和工序基准。

15．工序基准：

在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。

（P15）

16．定位基准：

在加工时，为了保证工件被加工表面相对于机床和刀具之间的正确位置所使用的基准称为定位基准。

（P15）

17．测量基准：

测量时所采用的基准。

（P15）

18．装配基准：

装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准称为装配基准。

（P16）

19．定位：

使工件在机床上相对于工具占据某一正确位置的过程称为定位。

（P16）

20．夹紧：

工件在定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。

（P16）

21．粗基准：

以工件毛坯上未经加工的表面作为定位基准称为粗基准。

（P17）

22．精基准：

用已经加工的表面作为定位基准称为精基准。

（P17）

23．工序集中：

如果在每道工序中安排的加工内容多，则一个零件的加工可集中在少数几道工序内完成，工序少，称为工序集中。

（P30）

24．工序分散：

如果在每道工序中安排的加工内容少，则一个零件的加工分散在很多道工序内完成，工序多，称为工序分散。

（P31）

25．工序余量：

工序余量是指相邻两工序的工序尺寸之差，即被加工表面在一道工序中切除的金属层厚度。

（P32）

26．加工总余量：

指毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差，它等于同一加工表面各道工序的余量之和。

（P32）

27．尺寸链：

是指机械制造中的互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。

（P37）

28．（尺寸链的）环：

组成尺寸链的每一个尺寸称为尺寸链的环（P37）

29．组成环：

在加工过程中直接得到的尺寸称为尺寸链的组成环（P37）

30．封闭环：

在加工过程中间接得到的尺寸称为尺寸链的封闭环（P37）

31．增环：

在尺寸链中，当某个组成环增大时（其他组成环保持不变），封闭环也随之增大，则该组成环称为增环。

（P37）

32．减环：

在尺寸链中，当某个组成环增大时（其他组成环保持不变），封闭环反而减小，则该组成环称为减环。

（P37）

33．原始误差：

工艺系统中的种种误差，在不同的具体条件下，以不同的程度和方式反映为加工误差。

因此，把工艺系统的误差称为原始误差。

（P50）

34．原理误差：

原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。

（P50）

35．误差复映：

切削加工中，由于被加工表面存在几何形状误差或材料硬度的不均匀引起了切削力的变化，由此导致的工艺系统变形的变化会使得工件加工前的误差以类似的规律反映为加工后的误差，这一现象称为误差复映。

（P53）

36．机械加工的表面质量：

机械加工的表面质量是指加工表面的完整性，它包含表面的几何特征和表面层的力学物理性能两个方面的内容。

（P56）

37．表面粗糙度：

指加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的围观几何形状特征，它主要是由机械加工中切削刀具的运动轨迹所形成的。

（P56）

38．机械加工精度：

是指零件加工后的实际几个参数与理想几个参数的符合程度，其符合程度越高，加工精度就越高。

（P50）

二、填空题：

1．若零件上几个待加工表面用几把刀同时进行加工，则将这种工步称为__复合工步_。

（P5）

2．零件的加工精度通常包括_尺寸精度_、_形状精度_和_位置精度_。

（P50）

3．在安排切削加工顺序时，需要遵守的原则是_先粗后精_、_先基准后其它_、__先主后次_和_先面后孔_。

（P31）

4．按照用途的不同，可将工艺基准分为_工序基准_、_定位基准_、_测量基准_和_装配基准。

（P15）

5．在机械加工中，由于加工余量不均匀、材料硬度不均匀、夹紧力时大时小等原因引起的加工误差属__复映_误差。

（P53）

6．选择粗基准时，为保证某重要加工表面余量均匀，应选择_该重要表面_作为粗基准。

（P18）

7．由于采用了近似的成形运动而产生的误差称为__原理__误差。

8．零件在加工、测量和装配等过程中所使用的基准统称为__工艺__基准。

9．在工艺过程中，每道工序安排的加工内容较少，而整个工艺过程的工序数较多，这样的安排方式称为_工序分散_原则。

10．工艺尺寸链中最终由其它尺寸所间接保证的环，称为_封闭__环。

11．工件表面粗糙度越小，工件的疲劳强度就_越大__。

12．凡采用近似的加工原理进行加工，由此产生的加工误差称_原理误差__。

13．毛坯尺寸与零件尺寸之差称为表面的_加工总余量__。

14．精基准的选择原则有_基准重合_原则、__基准统一__原则、__互为基准__原则和_自为基准__原则。

15．机械加工工艺过程是由一个或若干个顺次排列的_工序__组成。

16．铰孔可降低加工表面的粗糙度和提高加工精度，但不能提高加工精度中的_位置_精度。

17．加工轴类零件时，通常用两端中心孔作为定位基准，这符合_基准统一__原则和_基准重合_原则。

18．零件的机械加工质量包括零件的__机械加工精度__和__加工表面质量__两大方面。

（P50）

19．__工序___是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划和经济核算的基本单元。

20．生产类型包括：

_单件生产__、__成批生产__、__大量生产__。

（P7）

21．磨削齿面经高频淬火淬硬的精密齿轮时，精基准的选择原则是__互为基准原则_。

（P20）

22．表面层力学物理性能包括：

_表面层的加工硬化_、__表面层金相组织的变化__和_表面层的残余应力_。

（P56）

23．浮动铰刀铰孔、圆拉刀拉孔以及用无心磨床磨削外圆表面等，都是符合精基准选择的__自为基准__原则。

（P20）

三、判断题：

（对的打“√”，错的打“×”并改正）

1．凡是用加工过的表面做基准，不论该表面精度如何，都称为精基准（√）

改正：

2．工件毛坯孔有椭圆度误差，则扩孔后仍有椭圆度误差（√）

改正：

3．供粗加工工序定位用的基准就是粗基准。

供精加工工序定位用的基准就是精基准。

（×）。

改正：

用未经加工的表面作为基准是粗基准，经过加工的表面作为基准就是精基准。

4．箱体零件的加工顺序一般应遵循先孔后面的原则。

（×）

改正：

箱体零件的加工顺序一般应遵循先面后孔的原则。

5．凡是用加工过的表面做基准，不论该表面精度如何，都称为精基准。

（√）

改正：

6．机械加工过程中，除第一道工序使用粗基准外，其它各工序一律不得使用粗基准。

（×）

改正：

粗基准一般只在第一道工序中使用，但当毛坯的制造精度很高时，也允许重复使用。

7．为了保证重要表面加工余量均匀，应选择不加工表面为定位粗基准。

（×）

改正：

为了保证重要表面加工余量均匀，应选择该重要表面为粗基准。

9．由于粗加工对精度要求不高，所以粗基准可多次使用。

（×）

改正：

粗基准一般不得重复使用，所以即使在粗加工中也不要多次使用粗基准。

四、单项选择题：

1．加工精度达IT9－IT7、表面粗糙度Ra值为0.4-1.6μm、直径为φ10mm的孔，应选用的加工方案为（C）。

A.钻孔B.钻孔后扩孔C.钻孔后铰孔D.钻孔后镗孔

2．当精加工表面要求加工余量小而均匀时，选择定位精基准的原则是（D）。

A．基准重合B．基准统一C．互为基准D．自为基准

3．在机床上加工工件时所依据的基准是（D）

A．设计基准B．工艺基准C．定位基准D．工序基准

4．浮动镗孔无法提高孔的（D）

A．表面质量B．尺寸精度C．形状精度D．位置精度

5．珩磨孔是属于（D）

A．粗加工阶段B．半精加工阶段C．精加工阶段D．光整加工阶段

6．最后磨削车床导轨面时，加工余量要求尽可能小而均匀，因此精基准的选择应符合（D）原则

A．基准统一B．基准重合C．互为基准D．自为基准

7．在大批量生产中，工件的装夹方法应采用（C）

A．直接找正装夹B．划线找正装夹C．专用夹具装夹D．组合夹具装夹

8．粗加工阶段的主要任务是（A）

A．切除大部分余量B．达到形状误差要求C．达到尺寸精度要求D．达到粗糙度要求

9．车削过程中，四方刀架的每次转位意味着变换了一个（B）

A．工序B．工步C．走刀D．安装

10．组成工艺过程的基本单元和生产计划的基本单元的是（B）

A．工步B．工序C．工位D．工艺

11．毛坯加工余量不均匀、材料硬度变化导致切削力大小变化，因而引起的加工误差是（D）

A．工件的几何误差B．原理误差C．基准位移误差D．复映误差

12．下面不属于工艺基准的是（B）

A．定位基准B．设计基准C．工序基准D．测量基准

13．在机械加工工艺过程中安排零件表面加工顺序时，要“基准先行”的目的是（D）

A．避免孔加工时轴线偏斜B．避免加工表面产生加工硬化

C．消除工件残余应力D．使后续工序有精确的定位基面

14．定位基准是指（C）

A．机床上的某些点、线、面B．夹具上的某些点、线、面

C．工件上的某些点、线、面D．刀具上的某些点、线、面

15．加工一般零件时，通常只规定（A）

A．尺寸公差B．形状公差C．位置公差D．表面公差

五、简答题：

1．加工时，工件有哪几种安装方法？

各有何特点？

适合于何种加工类型？

答：

机械加工时的安装方法一般有三种：

直接找正法、划线找正法和夹具安装法。

直接找正法的生产率低，对工人技术要求高，适合于单件小批生产中；

划线找正法找正精度低，适合于生产批量小，毛坯精度低以及大型工件的粗加工；

夹具安装法的生产效率高，定位质量好，应用于成批和大量的生产中。

（P16-17）

2．何为粗基准？

简述其选择原则？

答：

粗基准是指以工件毛坯上未经加工的表面作为定位基准。

粗基准的选择一般遵循以下原则：

（1）选要求加工余量均匀的重要表面作为粗基准的原则；

（2）以不加工表面为粗基准的原则；

（3）对于多个不加工表面，选择其中与加工表面位置精度要求较高的表面为粗基准的原则；

（4）选择加工余量最小的表面作为粗基准的原则；

（5）粗基准一般不重复使用的原则。

（P18-19）

3．何为精基准？

简述其选择原则？

答：

精基准是指用已经加工的表面作为定位基准。

精基准的选择一般遵循四个原则：

（1）基准重合原则，即尽可能选择设计基准为精基准；

（2）基准统一原则，尽可能选择加工多个表面时都能使用的定位基准为精基准；

（3）互为基准原则，对两个位置精度要求很高的表面，可以采用互为基准，反复多次加工；

（4）自为基准原则，当加工表面要求余量小而均匀时，选择该加工表面为精基准。

（P19-20）

4．加工质量包括哪些方面的内容?

在实际生产中是否加工质量越高越好?

答：

加工质量包括零件的机械加工精度和加工表面质量两大方面。

在实际生产中，零件的加工精度和表面质量要求越高，零件的生产成本就越高，生产率就越低，因此零件的加工质量应根据零件的使用要求合理规定，并不是越高越好。

（P50）

5．简述机械加工工艺过程一般划分为哪几个加工阶段？

各阶段的主要任务是什么？

答：

机械加工过程中一般划分为以下四个加工阶段：

（1）粗加工阶段。

粗加工阶段的主要任务是切除工件各加工表面的大部分余量以获得较高的生产率。

（2）半精加工阶段。

此阶段的主要任务是为主要表面的精加工作好必要的精度和余量准备，并完成一些次要表面的加工。

（3）精加工阶段。

主要任务是使要求高的表面达到规定的质量要求

（4）光整加工阶段。

主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和减小表面粗糙度。

（P29）

6．划分工艺阶段的目的是什么？

答：

划分工艺阶段可以有以下作用。

（1）保证产品质量。

将粗加工和精加工分开进行，可以逐步减小粗加工阶段切削力、切削热对零件质量的影响，使得零件达到规定的要求。

（2）合理使用设备。

粗加工阶段使用功率大、效率高的设备，精加工阶段使用高精度的设备，可以充分发挥机床的性能。

（3）便于安排热处理工序。

分阶段进行加工，可便于各加工阶段之间穿插安排必要的热处理工序，既可发挥热处理的效果，也有利用切削加工和保证加工精度。

（4）便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面。

粗加工各表面后，可及时发现毛坯缺陷进行修补或报废，以免浪费工时和制造费用。

（P39-30）

7．何谓工序集中？

有何特点？

答：

如果在每道工序中安排的加工内容多，则一个零件的加工可集中在少数几道工序内完成，工序少，称为工序集中。

工序集中的特点有：

（1）工件一次装夹可加工多个表面，能较好保证表面间的相互位置精度，减少装夹时间；

（2）可减少机床和操作工人的数量，简化生产计划和组织工作。

（P31）

8．何谓工序分散？

有何特点？

答：

如果在每道工序中安排的加工内容少，则一个零件的加工分散在很多道工序内完成，工序多，称为工序分散。

工序分散具有以下特点：

（1）机床设备简单，工人易于掌握；

（2）可以采用最合理的切削用量；

（3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。

（P31）

9．切削加工顺序的安排应遵循的原则是什么？

答：

切削加工工序的安排一般遵循以下原则：

（1）先粗后精原则，即先安排粗加工工序，后安排精加工工序；

（2）基准先行原则，即先加工基准表面，后加工功能表面；

（3）先主后次原则，即先加工主要表面，后加工次要表面；

（4）先面后孔原则，即先加工平面，后加工孔。

（5）对套类零件，一般先加工内孔，后加工外表面。

（P31）

10．确定加工余量的基本要求是什么？

答：

确定加工余量的基本要求是各工序所留的最小加工余量能保证被加工表面在前道工序所产生的各种误差和表面缺陷被相邻的后续工序去除。

（P34）

11．影响加工余量的因素包含哪些方面？

答：

影响加工余量的因素包括：

（1）被加工表面上前道工序所产生的微观不平度和表面缺陷层深度；

（2）被加工表面上前道工序所产生的尺寸误差和几何形状误差；

（3）前道工序引起的被加工表面的位置误差；

（4）本道工序的装夹误差。

（P34）

12．试述选择精基准时，采用基准统一原则的好处。

答：

基准统一原则是指尽可能选择加工多个表面时都能使用的定位基准作为精基准。

采用基准同一原则可以在一次装夹中加工出较多的表面，便于保证各被加工表面间的相互位置精度，有利于提高生产率。

（P20）

13．车床床身的导轨面和床脚底面都需加工，应选取哪一个面为粗基准，为什么？

答：

应选取床身的导轨面为粗基准。

因为加工中要求床身导轨面的加工余量均匀，只有先以导轨面为粗基准加工床脚底面，再以加工过的床脚底面为精基准加工床身导轨面，才能保证导轨面的加工余量均匀。

这符合粗基准的选择原则，即：

选择要求加工余量均匀的重要表面为粗基准的原则。

（P18）

14．简述工艺系统原始误差与工件加工误差的关系。

答：

工艺系统原始误差是指由机床、刀具、夹具、工件所构成的工艺系统中的种种误差，它是造成工件加工误差的根源。

（P50）

15．表面质量的含义包括哪些主要内容？

答：

机械加工的表面质量也称表面完整性，它包含表面的几何特征和表面层的力学物理性能。

其中，表面几何特征主要指表面粗糙度和表面波度等；而表面层力学物理性能包括有表面层的加工硬化，表面层金相组织的变化和表面层的残余应力三个方面的内容。

六、工艺分析计算题：

（考的可能性不大，但公式还是应记住，以防出到题）（这一部分内容在P6页）

1．某企业所生产的产品年产量为1000台/年，零件A在该产品中的数量为6件/台。

根据统计所得，零件A的备品率应为1.5%，废品率为1%，计算该零件A的年生产纲领。

解：

按照生产纲领的定义可知，年生产纲领

式中：

Q=1000台/年，n＝6件/台，α%=1.5%，β%=1.0%

计算得：

N＝1000×6×（1＋1.5%＋1.0%）＝6150

答：

零件A的年生产纲领为6150件。

（考试可能性不大，掌握以防万一。

内容为P36页例1－1，学会分析后填表）

2．加工铸铁件毛坯上一个直径为

mm，表面粗糙度

μm的孔。

孔加工的工艺路线为：

粗镗→半精镗→精镗→浮动铰。

查表所得各工序的基本余量及工序尺寸公差见表。

试计算各工序的工序尺寸并填入下表中。

工序名

工序基本余量（查表）

工序尺寸公差（查表）

工序尺寸

浮动铰（IT7）

0.15

0.035

精镗（IT8）

0.55

0.054

半精镗（IT10）

2.3

0.14

粗镗（IT13）

7

0.46

毛坯孔

10

2.00

（以下各题为工艺分析题，必考，所以应熟练掌握。

内容在P11－12页）

★3．从切削加工的结构工艺性考虑，试改进图示零件的结构。

（a）车退刀槽（b）钻孔（c）铣T形槽

答：

（a）图中，各退刀槽的宽度不等，在加工时要换刀加工各槽，影响加工效率。

应改为等宽度的退刀槽以便加工。

（b）图中，钻孔时钻头钻入的接触表面为斜面，容易引偏钻头导致钻头折断。

改正为：

将钻入面改为平面以便钻入。

（c）图，T型槽的内部封闭，不容易加工。

应改为通孔设计。

改正图见下：

（a）车退刀槽（b）钻孔（c）铣T形槽

★4．试指出图6中a）与b）零件结构的不合理之处，并绘出合理的结构示意图。

答：

a）图，弧形槽底的加工不方便，应改为平底，便于加工。

b）图，螺纹根部无退刀槽，不便于刀具进退，螺纹根部应加退刀槽以便加工。

改正图见下：

★5．评论下图中小轴结构设计不合理之处，并画出改进的结构示意图。

答：

（1）左右两头键槽不在同一轴线，不便于加工，应将左头键槽位置转90°。

（2）大直径键槽两端直角形，不便于加工，应改为等于边槽宽度的圆弧形。

改正图如下：

★6．下图所示切削加工零件的两种结构，哪一个合理？

为什么？

答：

（a）图合理。

因为b图的台阶处和孔底端均无锥面，而孔的底端要加工成平面难度很大，不适合于加工。

a图中孔底端设计了锥面，利于钻头的钻削加工。

★7．下图所示轴套的两种结构，试从切削加工结构工艺性考虑，哪一个更合理，为什么？

答：

a图更为合理。

因为b图的中间孔为最大直径孔，在加工中间孔时刀具不易切入，也不便于工人观察。

而a图中间孔为小孔，加工方便。

★8．从切削加工的结构工艺性考虑，试改进下图所示零件的结构。

答：

（a）图，滚齿时，齿面应与断面留有退刀槽以便滚刀切入底端；

（b）图，滑套铣断面时，最好设计为三个端面等高，以便于同时铣削三个平面；

（c）图，轮毂所加工螺纹孔在内部的圆上，钻头和丝锥均无法引入，所以很难加工，应在外圆处加工圆孔以利钻头和丝锥引入。

改正图如下：

（以下为上学期学习的尺寸链计算问题，估计本次考试不会涉及太难的问题）

9．某零件的最终尺寸要求如下图所示，其加工顺序如图所示。

求钻孔工序尺寸F。

此题为机械制造技术基础的模拟试题一的第37题。

请查看以前的解题笔记。

10．如图所示齿轮内孔插键槽，键槽深度是

mm，有关工序尺寸和加工顺序是：

（1）车内孔至

mm；

（2）插键槽工序尺寸为A；

（3）热处理；

（4）磨内孔至中

mm并间接保证键槽深度尺寸

mm；

解：

建立尺寸链如图所示（建立尺寸链时以半径来建立）

其中尺寸

为间接保证，是封闭环。

以封闭环判断出增环和减环，并计算得：

A=

11．有一小轴，工艺路线为：

磨削外圆至尺寸

mm，然后，电镀外圆，电镀层厚度为

mm（直径尺寸上双边厚度），问电镀后工件的直径是多少?

解：

将尺寸换算为半径所得尺寸链如图。

R为封闭环，解得

，所以电镀后直径为：

。